Синергетика як сучасне світобачення
Синергетика - це теорія, що досліджує процеси самоорганізації, стійкості, розпаду і відродження найрізноманітніших структур живої, неживої природи. Синергетика розглядає єдині принципи самоорганізації в будь-яких природних системах як в живих, так і неживих.
Засновником синергетики є професор Штутгартського університету Г. Хакен. Герман Хакен в 1977 році заявив: «Я назвав нову науку синергетикою. У ній досліджується спільна дія багатьох підсистем ..., в результаті якого на макроскопічному рівні виникає структура і відповідне функціонування ».
Термін «синергетика» в перекладі з грецького означає «спільна дія», кооперація дій розрізнених елементів, спонтанно організується в структуру деякої системи.
Виникнення синергетики було підготовлено працями багатьох видатних вчених фізиків. У ХХ столітті вивчається поведінка відкритих систем далеких від термодинамічної рівноваги. Бельгійський фізик Н.Р. Пригожин називав відкриття нерівноважні системи диссипативними, що характеризуються розсіюванням енергії.
До таких сильно нерівноважних систем відносяться, наприклад, біологічні системи. Фізика відкритих дисипативних структур переосмислила другий початок термодинаміки. Сутність його полягала в тому, що в разі відсутності рівноваги, необоротність стану системи і виникає ентропія розглядаються як джерело порядку. Другий закон термодинаміки стверджує, що неможливий процес, при якому теплота переходила б самостійно від тел більш холодних до тіл більш нагрітим, або неможливо зробити роботу за рахунок енергії тіл, що знаходяться в термодинамічній рівновазі. Рівність температур у всіх точках двох систем є умовою рівноваги цих систем. Така рівновага є незворотнім. Самовільний перехід тіла з рівноважного стану в нерівноважної НЕ неможливий, але малоймовірний. Незворотність теплових процесів обумовлюється величезним числом молекул, з якого складається тіло. Кількісною характеристикою теплового стану системи є термодинамічна ймовірність W, що дорівнює числу способів, за допомогою яких цей стан може бути досягнуто S = k * LnW.
Рівноважний, хаотичне стан є найбільш вірогідним. Система прагне до хаосу. Хаос - безлад, стихійність, стохастичность. Мірою хаотичності, незворотного розсіюванні енергії є ентропія. Це поняття ввів фізик Р. Клаузіус. Формулювання другого закону термодинаміки є закон зростання ентропії, закон прагнення до хаосу. Ентропія зростає в міру збільшення безладу в системі. Тому будь-яка ізольована система виявляє тенденції до безладдя, хаосу. Ентропія є мірою хаотичності і незворотності. Це міра безладу в системах атомів, електронів і інших частинок. Чим більше порядку, тим менше ентропія. Порядок - це гармонія, структурність, організація.
В даний час уявлення про хаос як джерелі загибелі, деструкції, безладу замінюється на розуміння хаосу як підстави для встановлення впорядкованості.
Другий закон термодинаміки є законом природи. Очевидно, що слід враховувати межі та умови його застосовності. Цей закон поширимо на замкнуті системи. Однак навіть в замкнутих системах існують процеси упорядкування. Наприклад, процеси кристалізації, хімічні реакції. Здається, що неправомірно перекладати дію закону на весь Всесвіт.
Живим організмам, як стверджував біолог Е.С. Бауер, властива постійна робота проти врівноваження із зовнішнім середовищем.
Самоорганізація реалізується в гідродинамічних парадокси: осередках Бенара, вихорах Тейлора, в механізмах ритмічної організації природних систем. Останні ілюструються хрестоматійними прикладами моделі Вольтерри «хижак - жертва» і динаміки чисельності зайців і рисей.
Важливим напрямом, який розвиває теорія самоорганізації є синергетика, яка розглядає і з'ясовує процеси самоорганізації не тільки у фізиці, але і в культурології (формування цивілізації, моралі, традицій), в соціології (перехід суспільства від анархії до державності), в психології (механізм пам'яті ), в медицині (кореляція факторів, що негативно впливають на організм) і інших областях знання.
Синергетика - нова міждисциплінарна область знання. Це теорія самоорганізації. Вона орієнтована на пошук універсальних зразків - еволюції і самоорганізації складних систем.
Складна система являє собою суперечливе єдність безлічі узгоджено діючих елементів, з'єднаних в певну структуру, що виконують певні функції. Такими складними системами рясніє біологія. Організм тварин, людини складається з величезної кількості узгоджено взаємодіючих клітин. Тут відбуваються багато тисяч метаболічних процесів.
Синергетика розглядає відкриті, нелінійні, відносно стійкі системи (системи - атрактори), здатні до самоорганізації. Відкритість системи означає наявність у ній джерел і каналів обміну речовиною, енергією з навколишнім середовищем. Процес обміну відбувається не тільки з зовнішнім середовищем, а й в кожній точці даної системи між її елементами. Такою системою, наприклад, є кора головного мозку, пронизана кровоносними системами живлять мозок.
Не всяка відкрита система самоорганізується, перебудовує структури. Все залежить від боротьби двох начал: початку створює структури і початку розсіює. Якщо розсіює початок при створенні системи пересилює, то структури не виникають. Однак роль розсіювання, так званої диссипации, слід розглядати як фактор усунення зайвого в системі, як елемент саморозвитку світу.
Поняття нелінійності є концептуальним моментом в новій теорії. Концепція нелінійності виражається в ідеї багатоваріантності розвитку, альтернативності його шляхів, в ідеї темпу, швидкості еволюції.
У синергетики розглядається і поняття нестійкості. Хиткість не є зло чи неприємність, вона означає випадкові руху всередині певної області параметрів системи. Нестійкість діалектична, з неї виростає стійкість. Так, зародження життя з точки зору синергетики є розвиток нестійкості, відповідної нелінійної середовища, але ця нестійкість призводить до властивостей живого.
Однією з центральних ідей в парадигмі синергетики є ідея про поле шляхів розвитку, яка ілюструє певну зумовленість розвитку. Нелінійна система здійснює блукання по полю набору можливостей і актуалізує лише одну в період біфуркації. З позиції фізики точка біфуркації - це точка розгалуження шляхів еволюції відкритої нелінійної системи. Нелінійна система містить в собі біфуркації. Біфуркацію ілюструє біологія у вигляді еволюційного дерева, воно наочно представляє поле шляхів еволюції живого. Проходження через точки розгалуження, зроблений вибір забороняє інші шляхи і відкриває нові можливості.
Синергетика являє собою нову теорію зміни і розвитку, суть цієї теорії в найзагальнішому вигляді зводиться до ряду положень. Більшість систем є відкритими, вони взаємодіють з навколишнім середовищем. Чільну роль у навколишньому світі грає нестійкість і рівновагу. Нестійка система функціонує, і її флуктуації можуть привести до руйнування існуючої структури. Цей переломний момент, момент біфуркації, може привести або до хаосу, або до іншого рівня впорядкованості, тобто розвиток відбувається через нестійкість. Нове, що з'являється в результаті біфуркації, запрограмовано у вигляді спектра можливих шляхів розвитку. У нерівноважних системах може відбуватися перехід від безладу до порядку.
Синергетика являє собою новий стиль мислення постклассической науки, це синтез ймовірнісної картини світу, системних досліджень, що дозволяє розкрити принципи еволюції складних систем, розкрити причини хаосу, криз, оволодіти методами нелінійного управління -складні системами. Це область знання вирішує проблему як управляти, як малим резонансним впливом підштовхнути систему на один з її власних і сприятливих для суб'єкта шляхів розвитку, як долати хаос, роблячи його творчим, перетворюючи його в поле для народження нового. Це шлях творення, можливість нового діалогу людини з природою. Здійснюючи вибір шляху через нелінійну ситуацію, біфуркацію, суб'єкт одночасно вибирає об'єктивно властивий самій природі шлях еволюції. Синергетика і з'явилася як відповідь науки на виклик дійсності слідувати природному шляху розвитку речей.
Синергетика відкриває нові підходи до здоров'я людини, лікування знаходить образ відкриття себе. Лікування та лікування постає як синергетичний процес, при якому в самій людині виявляються приховані установки на здорове майбутнє.
Синергетика пропонує з позиції свого наукового апарату вивчати організм як цілісну відкриту систему, що характеризується особливим типом взаємодій її елементів.
Прикладом застосування методологічної функції синергетики є дослідження процесів взаємодії систем людського організму з геокосмічних факторами. Геокосмічні фактори являють собою флуктуірует систему, варіабельний аттрактор. Таку ж складну систему являє собою і людина. Комплекс геокосмічних факторів здатний викликати і викликає різноспрямовані зміни параметрів організму. Складність пояснення цього процесу зажадала застосування методології синергетики. Виявилося, що при флуктуірует режимі аттракторов середньомісячні суми кореляцій лейкограми, електролітного балансу, ферментного статусу крові синергетичного із середньомісячною динамікою космічних променів. Дослідження показали, що біологічні системи мають властивості екстреної самоорганізації і динамічної приспосабливаемости до змін факторів середовища. Виникає хаос компенсується процесом самоорганізації, впорядкує систему.
Якщо Ви помітили помилку в тексті виділіть слово і натисніть Shift + Enter